Tehis-DNA sillutab teed uutele ravimitele ja eluvormidele ({{commentsTotal}})

Autor/allikas: 1sock/Creative Commons

Teadlased esitlevad esimest poolsünteetilist eluvorme, mis suudab tehislikku-DNA`d anda oma järeltulijatele edasi sisuliselt igavesti. Saavutus tõotab anda tulevikus ainest seninägematutele ravimitele ja eluvormidele.

"Mulle meeldib võrrelda senist tööd veidi lambipirni leiutamisega. Alguses katsetasime pikalt, milline materjal üleüldse hõõgniidiks kõlbab. Kui selle leidsime ja esimest korda sellest voolu läbi lasksime, käis korraks ere valgussähvatus ja kõik oli läbi. Viimaks on meil aga lamp, mis võib põleda pärast lüliti vajutamist sisuliselt terve igaviku," kirjeldas poolsünteetilise eluvormi loomist ERR Novaatorile uurimuse juhtivautor Floyd Romesberg.

Seninägematu maailm
Eksootilistest aluspaaridest võiks kasu olla näiteks ravimitööstuses. Ebaloomulike tähtedega on võimalik panna rakke valmistama valke, mida looduses ei leidu. Potentsiaalse revolutsiooni ulatusest annab aimu viimase 20 aasta jooksul valgumolekulidel põhinevaid ravimeid saatnud edu. Innovatsioon on muutnud ravitavaks näiteks mitmed agressiivsed ja surmavaks peetud vähivormid.

Nende funktsionaalsus on aga piiratud. "Valkude omadused sõltuvad otseselt nende ehitamiseks kasutatavatest aminohapetest. Looduses leidub neid vaid 20. Neist suurem osa pole seejuures ravimitööstuse jaoks väga kasulikud. Ravimilaadseid komponente lisades saaksime luua valke, mis töötavad märksa paremini," selgitas Romesberg. Uudsed molekulid võimaldaksid potentsiaalselt praegusest tõhusamalt ravida nii teadatuntud haigusi kui ka pakkuda leevendust ravimatutele haigustele. Väljatöötatud lahendustele kaubandusliku vormi andmisega tegeletakse juba praegu.

Pikemas perspektiivis tõotab ebaloomulike aluspaaride lisamine viia seninägematute eluvormide loomiseni. "Elusolendite võimed ja käitumine on piiratud suuresti valkudega, mida nad toota suudavad. Meil on võimalus seda muuta," mõtiskles professor. Näiteks saaks panna bakterid lõhustama alkaani, millest elusorganismid ise jagu ei saa. Tulemuseks oleksid väiksemad ja keemiatööstusele kasulikud süsinikuühendite jupid. Analoogselt saaks poolsünteetiliste eluvormidega koristada naftareostust.

Esmalt tuleb aga tõestada, et ebaloomulikesse aluspaaridesse kodeeritud infot on võimalik uuesti kätte saada. Romesbergi esialgsed katsed on paljutõotavad. Töörühm mõtles vajadusele juba tehislike aluspaaride loomisel.

Leiutades lambipirni
Teadaolevalt koosneb kõigi tänapäeval maailmas evolutsiooni survel tekkinud elusolendite pärilikkusaine neljast erinevast nukleotiidist ehk tähest. Seejuures vastab G-le (guaniin) C (tsütosiin) ja A-le (adeniin) T (tümiin), moodustades nõnda kahte tüüpi aluspaare. Neid erinevates järjestustes üksteise otsa liites saab kirja panna juhised ükskõik millise elusorganismi ehitamiseks. "Me ei tea, miks piirdus elu ja evolutsioon nelja tähega.. Küll aga teame, et seda ei pea tegema meie," lisas Californias Scrippsi teadusinstituudi instituudis keemiaprofessori ametit pidav Romesberg.

Alates sajandi algusest on biokeemikud loonud loomulikele aluspaaridele kümneid alternatiive. 2014. aastal töötasid neist kaks – kokkuleppeliselt X ja Y – Romesbergi laboratooriumis sedavõrd hästi, et nendega täiendatud kolibakter pärandas ebaloomulikke aluspaare edasi ka oma tütarrakkudele. Eeldusel, et keskkonnas leidus eelnevalt loodud ebaloomulikke nukleotiide.

"Kuid seda tehti vaid keskpärase täpsuse ja tõhususega. Info kadus juba käputäie põlvkondade jooksul. Pirn kustus. Lisaks olid rakud veidi haiged ja kiratsesid," meenutas professor. Kuigi võiks oletada, et aeglase kasvukiiruse taga olid ebaloomulikud aluspaarid, viitasid täiendavad uuringud muule. Saatuslikuks sai teadlaste poolt X-i ja Y-i rakkudesse toimetamiseks kasutatud transportvalk. Sellega veidi mängides leidis Romesberg kolleegidega valguvariandi, mis töötas sama tõhusalt, kuid ei mõjunud rakkudele laastavalt.

Samal ajal jätkusid paremate tehislike aluspaaride otsingud. Sõelale jäi kandidaat, mida andis kolibakter oma järeltulijatele edasi 999 juhul tuhandest. Teistel juhtudel muteerusid ebaloomulikud nukleotiidid tavapärasteks aluspaarideks. "Kuid isegi seda oli liiga palju. Loomulik aluspaarid võtavad koloonias võimust. Lõpuks on meil jälle täiesti tavaliselt rakud," nentis Romesberg.

Ootamatu abiline
Võti peitus bakterite immuunkaitses, mille ülesanne on erinevate sissetungijate pärilikkusaine enne suurema kahju tekitamist tükkideks raiuda. "Teadlased on CRISPR/Cas9-st vaimustuses ja kui hõlpsalt sellega teiste elusolendite geene muuta saab. Samal ajal kipuvad nad unustama, mis on selle algne ülesanne," muigas professor.

Töörühma loodud pärilikkusaine oli sedavõrd eluvõõras, et immuunsüsteem seda ära tunda ei suutnud. Küll aga suutis see ära tunda mutatsioone ehk tavalisi aluspaare. Järjestuse bakterite immuunsüsteemile selgeks õpetamise järel oli võimalik panna see ebasoovitavatest mutatsioone süstemaatiliselt kõrvaldama. "Tegu on justkui kustukummiga, mis vead ära kustutab. Me ei saa põhimõtteliselt ebaloomulikku aluspaari ära kaotada, kuna neid sisaldavatest plasmiididest leidub rakus 40 – 50 koopiat," selgitas Romesberg.

Uus Frankenstein?
Vestluse vältel rõhutas professor mitmel korral, et inimestel pole mõtet poolsünteetilisi eluvorme karta. Ilma neile X-e ja Y-d ette söötmata muunduvad need lühikese aja vältel tavalisteks organismideks. "Nad ei suuda neid ise ja neid puuduvad selleks tarvilikud ensüüme. Samuti ei suuda nad endale jurassicparkilikult endale vastavat võimekust tekitada. Omal käel suudaks need looduses hakkama saada maksimaalselt 2 – 3 põlvkonda," sõnas Romesberg.

Uurimus ilmus Ameerika Ühendriikide teadusakadeemia toimetistes.



Õpilaste teadusajakirjas Akadeemiake on teadlaste range eelretsenseerimise läbinud kaheksa värsket õpilasteuurimust. Akadeemiakese toimetus tegi koos ERR Novaatoriga kolmest tööst kokkuvõtted.
Taimetarkus
Karulauk.Karulauk.
Laansoo: inimeste taimeteadlikkus võiks olla kõrgem

Botaanik Urmas Laansoo sõnul on viimastel aastatel kasvanud ravim- ja metsataimede populaarsus, kuid inimeste teadlikkus pole menukusele järele jõudnud. Sestap leiab Laansoo, et korilusentusiastid peaksid tegema rohkem kodutööd enne kui metsast tundmatu leht või õis koju tuuakse. 

Ravimtaimena tuntud nõgesest saab matka tarbeks ka hea köie.Ravimtaimena tuntud nõgesest saab matka tarbeks ka hea köie.

Etnobotaanik: rahvas on ikka leidnud taimedele nutikaid kasutusviise

Etnobotaanik Raivo Kalle nendib, et meie eelkäijad on olnud taimeriigiga rohkem ühenduses ja leidnud kõigile metsasaadustele rakendust. Samas on teadlase hinnangul viimastel aastatel taimeteadlikkus kasvanud, mistõttu on ka linnainimesed taastamas sidet loodusega. 

Igal kevadel ja sügisel lisatakse katsealale umbes 25 ämbritäit (250 kg) suhkrut.Igal kevadel ja sügisel lisatakse katsealale umbes 25 ämbritäit (250 kg) suhkrut.
Taimede dieedil hoidmiseks kulub igal aastal 500 kilogrammi suhkrut

Tartu ülikooli botaanika osakonnas on kaks päeva aastas – üks mais ja teine septembris – suhkrupäevad. Juba 15 aastat järjest suunduvad teadurid ja tudengid nendel päevadel Põlvamaale Ahja jõe äärsele niidule, kaasas umbes 250 kilogrammi suhkrut. 

Valge-toonekure pesas kasvab lennuvõimeliseks enamasti kaks või kolm poega.Valge-toonekure pesas kasvab lennuvõimeliseks enamasti kaks või kolm poega.
Valge-toonekure õvede sõbralikkus seab pesakonna kärpimise vanemate õlule

Miks linnud oma poegi tapavad, selgitas hiljuti ERR Novaatoris ja Zooloogid 2.0 ajaveebis Tartu ülikooli zooloog, Arizona ülikoolis järeldoktorantuuris resideeruv Tuul Sepp. See pani tema Eesti kolleegi, Marko Mägi, küsima, kuidas see asi toonekurgedel käib. 

Vaktsineerimine.Vaktsineerimine.
Õiguskantslerile teeb muret Eesti laste vaktsineerituse tase

Vaktsineeritusega hõlmatus väheneb Eestis aasta-aastalt, mistõttu võiks riigikogu õiguskantsleri hinnangul kaaluda meetmeid, kuidas saavutada kõrgemat vaktsineerimisega hõlmatuse taset.

Mesilane.Mesilane.
Tööstuse rahastatud suuruuring seob mesilaste huku tuntud putukamürkidega

Maailmas laialdaselt taimekahjurite tõrjumiseks kasutatavad putukamürgid kasvatavad mesilaste suremust ja vähendavad nende paljunemisedukust, kinnitavad kaks suuruuringut. Ühendite keelustamist pidurdab alternatiivide nappus, mõju mitmetahulisus ja keemiaettevõtete lobitöö.